广东省高速公路监控系统视频组播问题及分析

方景然

（广东飞达交通工程有限公司，广东 广州 510663）

高速公路监控视频为满足集团监控中心、网络流媒体、省交通厅等多路调用需求，采用IP组播技术实现了点到多点的高效数据传送，节约网络带宽、降低网络负载，并且采用不低于720P分辨率、高压缩的H.264视频编码格式来保证视频的画质。但现有《广东省交通集团有限公司高速公路视频监控及存储联网技术要求（试行版2015.6.18）》中对路段监控中心、视频检测、稽查、中心站、交警、公安等调用并没有硬性规定，因此，监控系统中存在大量的单播，对网络的带宽要求很高，在部分路段中因链路资源或设备性能形成瓶颈后，出现视频拖尾、花屏、卡顿等现象，往往都采取降低为720P的视频画质，降低码流上限，以集团高清监控的最低要求来上传。即使部分路段中监控采用了400万、800万像素的高清摄像机，但受限于解码器解码能力不足、监控大屏不支持最新4K或者8K要求，链路带宽不足无法传输或个别的小交换机设备性能不足等原因，不得不降低配置才能使用。组播技术为大型监控网络提供了支持，但现实受限于各种资源无法尽善尽美，需要不断改进和优化，才能物尽其用，视频画质得到还原，投资得到回报。在集团各路段已经大量应用万兆网传输监控视频的情况下，省内各路段在组播应用中还是出现各种问题，下文对工程案例中出现的问题进行了调查和分析。

1 工程案例概况

根据乐广北高速路段的工程案例进行分析，项目施工时间为2018年12月，调查时间为2019年1月，项目概况为全线IPSAN更换为NVR录像机，出现视频无法上传集团监控中心现象。

2 问题和分析

全线更换为NVR后，根据集团监控中心视频平台软件要求，首先把全路段700多路视频的被动组播更改为主动组播。目前为止存在问题有以下几方面。

2.1 部分视频比较卡顿

视频比较卡的需要先检查前端与接入收费站交换机的链路衰减是否接近临界值或者超出接收范围，那必须更换新的光纤线缆，如果衰减太大还会导致大量误码，误码会导致重复协商、重复传输数据，有时需要清除交换机的误码统计数才能正常传输；有时需要检查传输中的所有链路才能确认哪一段出现问题；或者测试是否出现网络丢包现象，丢包可能是链路流量太大或者光纤收发器损坏等情况，需要更换传输设备光纤收发器等设备，有时还可能是前端摄像机故障，这就必须更换摄像机。

2.2 无法在集团监控中心播放

在了解无法播放的视频地址接入的收费站交换机后，先登录检查视频组播表，如果该地址相连的链路是通的但交换机组播表没有这个地址说明视频前端摄像机的组播配置不准确，需要登录到配置界面去更改配置，配置时参考能够流畅播放的视频前端配置，有时候配置不准确也是比较卡的原因，把路段摄像机的被动组播改成主动组播配置就因为让项目部多人参与修改导致个别配置不准确的情况发生；如果链路不通需要先检查链路是哪里出现问题，有时候是光缆断了，有时是经过的设备坏了，或者设备间接触不良等。比如防雷器、光纤收发器损坏，光纤接头松动，这些问题通过逐一检查都可以得到解决。

2.3 组播播放时断时续

2.3.1 检查发现收费站交换机组播表有此地址，但在路段监控中心无法播放

首先检查发现链路上各交换机的视频组播表也都是有的，但在路段管理中心核心交换机组播表不完整，通过对比发现路段管理中心核心交换机固件版本较低，因此建议对交换机进行固件升级。升级时先告知机电部，预约升级时间，确定时间后通知路段管理中心和各个收费站升级的具体时间和影响情况，做好相关降低影响的措施，防止出现紧急情况发生。升级后检查核心交换机组播表已经能显示原来没有的地址，在路段管理中心视频工作站上能够用组播方式把前端视频通过VLC播放器播放RTP组播流。在路段内已经解决了此次出现的最主要问题。

2.3.2 路段监控中心核心交换机组播表有此地址，但在集团监控中心无法播放

有些是集团视频平台配置不正确导致，这通过VLC播放软件测试出后去修改平台配置即可；但一些通过VLC播放软件一直播放不了，对比路段核心交换机的组播表也没问题，在检查集团监控中心的核心路由交换机后，确认本交换机组播表已经达到最大量，咨询该设备厂家后也无法解决，除非采用其他最新设备，但集团监控中心现在还没有升级计划，暂时的解决办法只能是关闭各路段中收费亭内视频组播和车道摄像机组播，但这只是削足适履而已，现在集团监控中心路运平台已经有22 900路视频，随着广东省路网的进一步扩大和已有路段更多的监控需求，监控视频必然越来越多，集团监控中心的视频组播表还将急剧扩大，设备升级是必须的。

3 组播问题的普遍性

检查有小部分视频上不来的路段，湛徐高速也存在交换机视频组播表不完整的情况，因此准备在春运后进行再一次的交换机固件升级。这主要是部分路段交换机设备不是同一批次导致的。虽然广乐北高速的监控视频网络是建设期投入使用的，但是核心交换机属于新型号交换机，固件版本较低导致存在对组播功能的支持不足。其他路段中老旧的交换机或者小交换机性能不足导致开启组播功能后卡顿，这些都说明并不是监控网搭建完成就可以做到一劳永逸，有一些受限于勘察没到位，少了必要的配置，有一些受限于新增加的视频，导致链路需要变更还没及时调整，有一些受限于交换机性能不足或者光纤收发器性能不足，所以不断地排查和优化是必须的。

4 结语

通过上述情况的分析，提出如下建议。

（1）应该把所有视频硬性规定为采用组播播放，除非特殊申请才能采用单播视频流，以保证不会对前端视频实时流的设备和传输构成瓶颈，减少对资源的需求，特别像路段内录像、视频检测、路段监控中心视频上墙等应用是可以做到的。任何单播视频调用都应该做到心中有数、有记录，流量较大时在交换机上禁用单播传输。

（2）每个路段都应该隔段时间针对路段的监控网络进行排查和优化，有些路段办公系统直接与监控视频互联，有些路段监控系统万兆网与旧监控网互联，有线路段监控视频有交警、公安、中心站等调用的，这些都需要提出优化的方案，特别是要检查出网络中存在的瓶颈，然后根据具体情况提出解决方法，这对于路段养护提出了针对网络优化的能力要求。

（3）集团监控中心应尽快升级与各路段相连的路由交换机，满足集团监控中心组播视频表的存储要求；还应把粤西、粤东各路段百兆或者千兆的IP over SDH传输改为万兆网传输链路，粤西的沈海高速和汕湛高速已可以组成万兆环网，粤东的汕湛高速和潮莞高速也可以组成万兆环网，其他各路段再与这两个环网互联，这将拓宽超十倍以上上传集团监控中心的视频链路带宽，在大数据时代，必将开发出更多基于视频大数据的应用；已经开通监控万兆网的中片区和粤北区升级万兆链路与集团监控中心互联；升级集团监控中心的解码能力，才能满足高像素摄像机的传输和解码要求，否则因为资源限制只能降低为最低要求来使用，浪费了前端视频的性能，降低了画质清晰度，影响了集团监控中心在广东省高速公路视频监控管理者的形象。